牛糞墊料再生循環(huán)利用擠干脫水設(shè)備的研究

   牛糞墊料再生循環(huán)利用，已經(jīng)被多家研究機(jī)構(gòu)認(rèn)同，并經(jīng)過奶牛場實(shí)際應(yīng)用所證實(shí)，是目前牛場相對經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)行方式，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值毋庸置疑。

   以牛糞再生循環(huán)利用為牛床墊料的安全衛(wèi)生指標(biāo)，等同于其他有機(jī)墊料和物機(jī)墊料，安全性也得到了業(yè)界共識(shí)。

   牛糞再生循環(huán)利用的另外一項(xiàng)積極意義，在于環(huán)保節(jié)能，節(jié)本降耗和綜合利用，這一意義帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他有機(jī)墊料和物機(jī)墊料的意義，為環(huán)境型經(jīng)濟(jì)所提倡。

   奶牛場牛糞經(jīng)過收集、水洗、沉淀、壓榨脫水、好氧發(fā)酵、殺菌等工序，再生成為可循環(huán)利用的墊料，其工藝設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中存在幾個(gè)問題需要我們繼續(xù)研究探索，為這一美好前景做好設(shè)備保障。

   上述工藝過程中，較為成熟的設(shè)備已經(jīng)在歐洲國家率先使用。但因其價(jià)格昂貴制約了在我國的普及推廣。

   期中牛糞收集、水洗沉淀設(shè)備在我國已經(jīng)相對成熟，并得到廣泛應(yīng)用。存在的短板主要在于用于固液分離壓榨脫水的螺旋壓榨機(jī)和快速低能耗的好氧發(fā)酵設(shè)備。

   壓榨脫水固液分離設(shè)備，之前也有廣泛的應(yīng)用。但是，其壓榨脫水后的干度達(dá)不到好氧發(fā)酵需要的理想干度，需要通過晾曬過程，受天氣自然條件制約因素太多，帶來了諸多不便，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。

   由于國內(nèi)牛糞作為墊料的研究使用較晚，工藝上處于探索階段，設(shè)備上缺少有實(shí)力的專業(yè)廠家研發(fā)。目前市場上的牛糞擠干機(jī)，多采用雙頭螺旋擠干機(jī)，該機(jī)主要的缺點(diǎn)是脫水?dāng)D干后的牛糞的干度不夠，擠干后牛糞的含水率仍在70-75%之間，為后續(xù)處理帶來了很大的困難，尤其是機(jī)械化處理的大型養(yǎng)牛場，穩(wěn)定可靠的處理工藝必須通過設(shè)備保證牛糞的擠干脫水處理連續(xù)運(yùn)行，這就為牛糞擠干機(jī)性能提高提出了更高的要求。

   我們分析市場現(xiàn)有的牛糞固液分離機(jī)，發(fā)現(xiàn)其機(jī)械設(shè)計(jì)原理上就不能滿足壓榨干度的要求，主要原因如下：

1. 壓榨力不夠。螺旋壓榨機(jī)擠干效果和物料受到的壓榨力有關(guān)， 物料體積受到壓縮力的作用而減小，水分被擠出。現(xiàn)有的牛糞固液分離機(jī)壓縮力較小，電機(jī)功率設(shè)計(jì)的也比較低，不能對牛糞施加更大的擠干力。

2. 壓榨時(shí)間太短。目前市場常見的牛糞擠干機(jī)，屬于輕度擠干，其核心部件壓榨螺旋長度很短，機(jī)械轉(zhuǎn)速較高，物料在篩網(wǎng)內(nèi)停留的時(shí)間既是水分流出的時(shí)間，螺旋太短，物料受壓時(shí)間太短，水分還沒充分?jǐn)D出壓力即被釋放。

3. 調(diào)整控制干度的出渣門依靠配重塊控制，方法過于簡單，調(diào)整范圍小且壓力不夠。

4. 為了降低制造成本，減少材料用量，整機(jī)機(jī)械強(qiáng)度不能滿足較高及壓力要求。

5. 設(shè)備核心部件制造工藝過于簡單，選材和工藝達(dá)不到強(qiáng)度要求，短時(shí)間使用即出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，影像設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)，平凡更換易損部件造成運(yùn)行成本升高。

   我們借鑒美國文森特公司和德國風(fēng)機(jī)公司的技術(shù)，研制的高強(qiáng)度螺旋壓榨機(jī)，已經(jīng)在其他領(lǐng)域得到相對廣泛的應(yīng)用。通過針對牛糞的物料物理特性的研究分析，我們改進(jìn)了壓榨螺旋的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并通過在大型奶牛養(yǎng)殖廠長期運(yùn)行試驗(yàn)，得到了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了完善，以下是新型螺旋壓榨機(jī)4個(gè)月試驗(yàn)運(yùn)行的結(jié)果：

1. 每小時(shí)處理能力：6立方/h，每天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)6小時(shí)，產(chǎn)出牛糞30—40m3。

2. 經(jīng)過螺旋壓榨機(jī)處理后的牛糞的含水率：45-60%可調(diào)。

3. 通過定期檢查壓榨螺旋，未發(fā)現(xiàn)磨損情況。

4. 未發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障停機(jī)情況。

5. 篩網(wǎng)強(qiáng)度符合牛糞壓榨透水設(shè)計(jì)，并且未發(fā)現(xiàn)磨損情況。

   我們和牛場技術(shù)人員共同跟蹤測試，調(diào)整螺旋壓榨機(jī)壓榨后牛糞的含水率分別在45—60%之間多個(gè)數(shù)值區(qū)間進(jìn)行堆肥強(qiáng)制鼓風(fēng)好氧發(fā)酵試驗(yàn)，在發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵溫度控制，發(fā)酵通風(fēng)時(shí)間，通風(fēng)停止時(shí)間，好氧發(fā)酵后牛糞的干度，微生物細(xì)菌含量等參數(shù)進(jìn)行了跟蹤測試，效果較為理性。

   在沒有專用好養(yǎng)發(fā)酵設(shè)備的條件下，我們通過簡易的條件，很小的投入，實(shí)現(xiàn)了牛糞再生循環(huán)利用的目的。